• Author / Uploaded
• Ricardo Hernandez Morales

Citation preview

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

UNIVERSIDAD DEL BÍO BÍO. FACULTAD DE INGENIERÍA. DEPTO. DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.

ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS EN PLANTA DE OXÍGENO DE FUNDICIÓN MINERA.

AUTORES: PAMELA DEL CARMEN BARRÍA AGUILAR. IVÁN ALEJANDRO CABEZAS CONEJEROS. DOCENTES PATROCINANTES: JUAN CARLOS DELGADO NAVARRO LUÍS MUÑOZ SÁEZ FABRICIO SALGADO DÍAZ

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Índice Resumen ....................................................................................................................................... 5 Planteamiento del trabajo ........................................................................................................... 6 CAPÍTULO 1:

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DEL COBRE ......................................... 7

1.1

Fundamentos del proceso ................................................................................................. 8

1.2

Descripción de las etapas del proceso de producción del cobre ..................................... 8

1.3

Sistema de fusión y conversión ....................................................................................... 10

1.4

Planta de Oxígeno .......................................................................................................... 12

CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN DE LA RED ELÉCTRICA DE LA PLANTA DE OXÍGENO ....................................................................................................................................................... 13 2.1

Introducción .................................................................................................................... 14

2.2

Parámetros de los componentes del sistema .................................................................. 14

CAPÍTULO 3:

CÁLCULO DE PARÁMETROS Y CORTOCIRCUITOS ......................... 19

3.1

Planteamiento ................................................................................................................. 20

3.2

Cálculo de Parámetros en por unidad ........................................................................... 20

3.2.1

Cálculo de parámetros del empalme ...................................................................... 20

3.2.2

Cálculo de parámetros del Transformador ............................................................. 21

3.2.3

Cálculo de parámetros de los alimentadores ......................................................... 21

3.2.4

Cálculo de parámetros de los motores ................................................................... 24

3.2.5

Tabla resumen parámetros de la Red Eléctrica ...................................................... 25

3.3

Cálculo de cortocircuito trifásico. ................................................................................. 27

3.3.1 Fundamentos ................................................................................................................... 27 3.3.2 Análisis de cortocircuito en Barras ................................................................................ 27 3.3.2.1

Cortocircuito 3ø en Barra – 1 ............................................................................. 28

3.3.2.2

Cortocircuito 3ø en Barra – 2 ............................................................................. 30

3.3.2.3

Cortocircuito 3ø en Barra – 3 ............................................................................. 32

3.3.2.4

Cortocircuito 3ø en Barra – 4 ............................................................................. 34

3.3.2.5

Cortocircuito 3ø en Barra – 5 ............................................................................. 36

3.3.2.6

Cortocircuito 3ø en Barra – 6 ............................................................................. 38

3.3.2.7

Cortocircuito 3ø en Barra – 7 ............................................................................. 40

3.3.2.8

Cortocircuito 3ø en Barra – 8 ............................................................................. 42

CAPÍTULO 4:

ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES .......... 45

4.1

Fundamentos ................................................................................................................... 46

4.2

Analisis de falla trifasica en las barras. ........................................................................ 49

4.2.1 Análisis de falla trifásica en barra 2 .............................................................................. 49 3

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.2 Análisis de falla trifásica en barra 3 .............................................................................. 51 4.2.3 Análisis de falla trifásica en barra 4 .............................................................................. 53 4.2.4 Análisis de falla trifásica en barra 5 .............................................................................. 55 4.2.5 Análisis de falla trifásica en barra 6 .............................................................................. 57 4.2.6 Análisis de falla trifásica en barra 7 .............................................................................. 59 4.2.7 Análisis de falla trifásica en barra 8 .............................................................................. 61 CAPÍTULO 5:

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES ..................................................... 63

Bibliografía ................................................................................................................................... 66 ANEXOS A ................................................................................................................................... 67 ANEXOS B ................................................................................................................................... 71 ANEXOS C ................................................................................................................................... 74 ANEXOS D ................................................................................................................................... 79 ANEXOS E ................................................................................................................................... 82 ANEXOS F ................................................................................................................................... 88

4

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Resumen En el presente informe de seminario se detalla el procedimiento para la Coordinación de Protecciones en la instalación eléctrica de la Planta de Oxígeno de una empresa minera del norte de Chile. En el capítulo 1 se describe en términos generales el proceso de producción del cobre en una planta minera. Debido a la amplitud del proceso e instalación eléctrica, se analiza el caso particular de una planta de oxígeno, presente en la etapa de fundición del cobre. Es así que se realiza una descripción del proceso general de la extracción del cobre y principalmente del proceso de la planta de oxígeno. En el capítulo 2 se realiza una descripción de los diferentes componentes de la red eléctrica de la planta de oxígeno, mediante el cual se obtienen las características y parámetros de los dispositivos del sistema de protección a estudiar. En el capítulo 3 se desarrolla el análisis de Calculo de Parámetros y Cortocircuito mediante cálculos y comparados con el software ETAP, el cual entrega una simulación de los valores de cortocircuito. En el capítulo 4 se desarrolla el análisis de Coordinación de Protecciones mediante software ETAP, el cual entrega una simulación donde se puede analizar la secuencia de operación y las cartas de coordinación de las protecciones, ante una falla trifásica en cada uno de los casos planteados.

5

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Planteamiento del trabajo Con el objetivo de entregar seguridad en los procesos industriales, principalmente en los más críticos, se hace necesario, diseñar un sistema de protecciones funcional y confiable que asegura la adecuada protección de la instalación eléctrica en MT. El presente seminario de titulación, aborda el análisis del sistema de protecciones de una planta de oxígeno que tiene relación con el proceso de extracción y fundición del cobre de las mineras más importantes a nivel nacional. En tal sentido, se analiza un sistema de protecciones que incorpora relés GENERAL ELECTRIC multifuncional y específicamente sus ajustes para sobrecorriente de fase. Para los propósitos del estudio se contempla emplear como herramienta de apoyo el SOFTWARE ETAP.

Objetivo Analizar los ajustes de las protecciones de sobrecorriente de fase que permitan garantizar la selectividad y rapidez de las protecciones eléctricas, ante falla o sobrecarga de algún equipo o máquina rotatoria presente en el sistema. En concordancia con el objetivo del presente seminario, el plan de trabajo contempla las siguientes etapas:

1) Descripción general del proceso de extracción de cobre, área de fundición y planta de oxígeno. 2) Cálculo de parámetros de la red eléctrica en estudio 3) Estudio de cortocircuitos de la red eléctrica empleando ETAP 4) Estudio de coordinación de protecciones empleando ETAP 5) Propuesta de ajuste de las protecciones y programación de relés

6

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

CAPÍTULO 1: DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DEL COBRE

7

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Capítulo 1: Descripción del Proceso del Cobre 1.1

Fundamentos del proceso

El proceso mediante el cual es posible la obtención del cobre metálico, consta de varias etapas, primeramente la exploración del mineral y su forma de explotación, para posteriormente continuar con la extracción y acarreo de éste, desde los diferentes puntos de explotación de la mina, seguidamente el proceso continua con el chancado, para dar paso a la molienda, que tiene por finalidad reducir el tamaño de las piedrecillas, continuando con la flotación.

En la flotación, la pulpa se introduce en unas piscinas, llamadas celdas de flotación, desde el fondo de las celdas se hacen burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación, las burbujas arrastran consigo los minerales sulfurados a la superficie, donde rebasan por el borde de la piscina, hacia canaletas que lo conducen hacia estanques especiales, desde donde esta pulpa es enviada a la etapa de decantación, luego ser filtrado el resultado es una masa semisólida que se envía a una planta de secado. Posteriormente, en un proceso de refinación a fuego, se obtiene el cobre blíster. Este cobre se moldea en barras anódicas de cobre, que pasan a ser un electrodo en la electrorefinación, la cual en solución ácida, se oxida y se deposita en el cátodo, hasta que el ánodo se disuelve completamente obteniéndose así el cátodo de cobre con un 99,99% de pureza.

El concentrado de cobre por su parte, cuya ley de cobre se regula mediante operaciones en la etapa de concentración, a fin de cumplir especificaciones internas requeridas por la Fundición, es enviado a la etapa de filtración y secado con el propósito de cumplir además, los requerimientos de humedad exigidos por dicho proceso pirometalúrgico, desde el cual se obtienen los productos de cobre finales, distinguiéndose los ánodos y el cobre refinado a fuego.

1.2 Descripción de las etapas del proceso de producción del cobre Durante la producción del cobre se distinguen variadas etapas del proceso, las cuales varían según la tecnología, características de la explotación del producto final y producción de materiales complementarios. No obstante de lo anterior, es posible distinguir algunas áreas de proceso las cuales se describen a continuación.

8

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile



Exploración: Esta etapa es realizada por los geólogos, quienes identifican la presencia de un yacimiento y sus características. Se determina la ley del mineral y la forma de explotarlo según se trate de minerales sulfurados u oxidados.



Extracción del mineral: La roca debe ser fragmentada y luego removida de su posición original transportada y cargada en forma segura y eficiente para continuar el proceso hacia el chancado.



Chancado: Proceso en el cual se reduce el tamaño de los fragmentos mayores hasta obtener un volumen uniforme máximo de media pulgada, esto se realiza mediante la combinación de 3 equipos chancadores de grandes dimensiones, que trituran la roca mediantes movimientos vibratorios, trabajando en línea para ir reduciendo en etapas sucesivas, el tamaño de los fragmentos.



Molienda: Cuando en la naturaleza el cobre se encuentra formando sulfuros, en el lugar de óxidos, el proceso cambia. Así después de chancar la roca, continúa el proceso de molienda en el que se sigue reduciendo el tamaño de las partículas que componen el mineral. La molienda se lleva acabo utilizando equipos giratorios con molinos de forma cilíndrica, en esta etapa al material mineralizado, se le agrega agua en cantidades suficiente para formar un fluido lechoso, además de reactivos para realizar el proceso de flotación.



Flotación: Es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales de cobre del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. La pulpa que se obtiene de la molienda se introduce en celdas de flotación, desde cuyo fondo se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación. Así, el cobre reacciona hidrofobicamente y queda atrapado en las burbujas, las que rebasan el borde de las celdas. A partir de esta primera separación, se obtiene el concentrado de cobre cuya pureza alcanza un 31% aproximadamente, este concentrado se seca mediante filtros y se lleva al proceso de fundición.



Fundición: El concentrado de cobre seco con máximo de 8% de humedad se somete a proceso de pirometalurgia en hornos que alcanzan temperaturas de hasta 1200°C para llevarlo a estado líquido. El fundido de concentrado en estado líquido se separa en fases por su densidad, la fase que contiene el cobre es más densa y ocupa la parte baja del horno, desde donde se recupera con ollas de fundición y continúa su proceso de purificación. Por otra parte la

9

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

escoria, formada por minerales como fierro, azufre y sílice queda en la parte superior del horno de fundición y se elimina, el cobre así purificado alcanza una pureza del 99,7%. 

Electrorefinación: Los ánodos se llevan a piscinas que contienen una solución acida, por la que se hace pasar una corriente eléctrica de baja intensidad, de manera que el cobre de lo ánodos quede disuelto y atraído hacia una nueva plancha de cobre fino o lamina inicial, donde se adhiere formando los cátodos de cobre que alcanzan una pureza de un 99.99% de cobre.

Complementado la descripción de las etapas del proceso del cobre, en la figura 1.1 se presenta un diagrama esquemático del proceso del cobre.

Figura 1.1: Diagrama esquemático del proceso del cobre.

1.3 Sistema de fusión y conversión Dentro del proceso de fundición, es posible destacar la presencia del convertidor, que es un horno basculante, formado por un cilindro metálico de 5 metros de diámetro por 22 metros de largo dispuesto en posición horizontal y revestido interiormente por ladrillos refractarios. Este horno está montado en un sistema de cremalleras que les permite oscilar. 10

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

El convertidor recibe una carga en forma continua con concentrado de cobre y sílice (cuarzo) por una abertura ubicada en su parte superior. La sílice tiene como por objeto captar el hierro contenido en los minerales sulfurado fundidos y concentrarlos en la parte más liviana de la mezcla fundida.

El convertidor tiene un sistema de cañerías en el interior, las cuales insuflan aire enriquecido con oxígeno, el cual permite la oxidación del hierro y del azufre, presente en los minerales que constituyen el concentrado. El hierro forma magnetita, que se concentra en la escoria, y el azufre forma gases (monóxido y dióxido), los cuales son evacuados a través de la chimenea, junto a otros gases, donde son captados en gran parte para producir ácido sulfúrico (H2SO4), según se presenta en el diagrama esquemático en la figura 1.2.

Las reacciones que se producen por la oxidación de los distintos elementos, y entre ellos, libera energía la que es aprovechada en el proceso de fusión.

Es así, que en el convertidor, los elementos se concentran en fases, de acuerdo a su peso, distinguiéndose: 

Metal blanco: corresponde a la parte más pesada del material fundido y que se encuentra en la parte baja del convertidor. Contiene 70% a 75% de cobre.



Escoria: es la parte más liviana del fundido, la cual se envía de vuelta al horno de reverbero o a hornos destinados a limpieza de escoria para recuperar el contenido de cobre restante.

11

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Figura 1.2: Diagrama esquemático del convertidor.

1.4

Planta de Oxígeno

La planta de oxígeno tiene como objetivo principal, suministrar a la fundición, el oxígeno necesario para el proceso de fusión del cobre. Esta planta está compuesta por sopladores y compresores, los cuales son los encargados de impulsar el oxígeno y aire necesario para su posterior separación a través de procesos criogénicos.

El oxígeno necesario para enriquecer el aire empleado en los convertidores, es obtenido de una planta de separación de aire, en donde el oxígeno es obtenido del aire ambiental o atmosférico. En este tipo de plantas se obtienen productos tales como; oxígeno, nitrógeno, gases nobles en estado gaseoso o líquido.

12

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN DE LA RED ELÉCTRICA DE LA PLANTA DE OXÍGENO

13

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Capítulo 2: Descripción de la red eléctrica de la planta de oxígeno 2.1 Introducción Con la finalidad de realizar un estudio de Coordinación de Protecciones, es necesario disponer de todos los datos técnicos y características de los distintos dispositivos, elementos y cargas que componen la red eléctrica. En este sentido, en el presente capítulo se describen las características de los componentes de la red eléctrica elaborando el diagrama unilineal de la red eléctrica. 2.2

Parámetros de los componentes del sistema

Con referencia al diagrama unilineal de la figura 2.1, se realiza un levantamiento de las principales características de los elementos, los cuales se describen a continuación.

2.2.1. Transformadores

Analizando la red eléctrica se pueda identificar la presencia de tres transformadores, cuyos datos técnicos más relevantes se resumen a la tabla 2.1.

Tabla 2.1: Datos de Transformadores Designación

Potencia

Tensión (kV)

Impedancia

(MVA) Primario Secundario Z (pu)

X/R

Trafo 1

3.00

13,8

4,16

6

10,5

Trafo 2

3.00

13,8

0,6

6

10,5

Trafo 3

3.00

13,8

0,6

6

10,5

Cabe destacar que en la determinación de los parámetros de impedancia de los transformadores, se ha utilizado la información de tablas normalizadas, las cuales se adjuntan en Anexo A.

2.2.2 Alimentadores de Media Tensión Al analizar la instalación eléctrica, es posible identificar cinco alimentadores en 15 (kV) y tres alimentadores en 5 (kV). Es así, que a la Tabla 2.2 se presentan los datos técnicos más relevantes de cada alimentador. 14

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 2.2: Datos de Alimentadores de Media Tensión Tensión Designación Serv. (kV) 15 15 15 15 15 5 5 5

AL0 AL1 AL2 AL3 AL4 AL5 AL6 AL7

Canalización Tipo

Long. (m)

2x3/c 1x3/c 3x1/c 3x1/c 3x1/c 3x1/c 3x1/c 3x1/c

40 25 112 60 75 18 35 75

Conductor

Ducto No Magn. No Magn. No Magn. No Magn. No Magn. No Magn. No Magn. No Magn.

Sección 253,2 mm² (500 MCM) 177,3 mm² (350 MCM) 33,6 mm² (N° 2 AWG) 33,6 mm² (N° 2 AWG) 33,6 mm² (N° 2 AWG) 253,2 mm² (500 MCM) 21,2 mm² (N° 4 AWG) 21,2 mm² (N° 4 AWG)

Aislación XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC XLPE-TR/PVC

2.2.3 Motores

Al analizar los motores, si bien es posible identificar en la red eléctrica un gran número de motores y dado que el estudio se concentra en evaluar la red de MT, en la tabla 2.3 se describen solo las características de los motores en 13,8 (kV) y 4,16 (kV).

Tabla 2.3: Datos de los Motores Potencia Designación

Tipo

Factor Tensión

(kVA) (kW)

de Potencia

Rend. Reactancia %

Xd" (%)

X/R

MS 1

Sincrónico

6070

5351

13,8

0,9318

94,6

15

35

MI 1

Inducción

408

350

4,16

0,9206

93,19

16,7

10

MI 2

Inducción

304

260

4,16

0,9193

93,03

16,7

10

En relación con los parámetros de los motores, se ha empleado información de tablas normalizadas, las cuales se presentan en el Anexo A.

Cabe destacar que para el motor sincrónico se establece un control de arranque, que permite limitar la corriente de partida a 2 x I nominal con un tiempo de arranque de 10 segundos.

15

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Por otro lado, los motores de inducción presentan un arranque directo con una corriente de partida de 6 x I nominal y un tiempo de arranque de 10 segundos.

2.2.4 Cargas Adicionales

Para los propósitos del estudio se han seleccionado los equipamientos de Media Tensión, y para los equipamientos de Baja Tensión se considera una carga equivalente concentrada y modelada mediante la potencia activa y reactiva media registrada. Es así, que se identifican tres cargas constantes cuya información relevante se presenta en la Tabla 2.4.

Tabla 2.4: Datos de las Cargas Adicionales Factor de (MVA) (MW) Potencia 2,2 2,025 0,92i 1,8 1,64 0,91i 1,25 1,2 0,96i Potencia

Designación C1 C2 C3

Tensión Nominal (kV) 0,6 0,6 4,16

Motor Mayor (kW) 280 320 ----

En relación con la carga en baja tensión designadas por C-02 y C-03, se han identificado la potencia del motor mayor, esto con el fin de verificar la condición de arranque, en el ajuste de las protecciones. Para tal efecto se asume una corriente de partida de 6 x I nominal con un tiempo de 5 segundos.

2.3 Sistema de Protecciones Eléctricas

Al analizar el sistema de protecciones eléctricas en la red eléctrica, es posible identificar protecciones en Media y Baja tensión. Al respecto, en la Tabla 2.5 se presentan las características de las protecciones de Media tensión.

16

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 2.5: Datos de los Relé de Protección Descripción

Designación

Tensión (kV)

Modelo

T/C

T/C

Fase

Residual

Relé Alimentador

R-00

13,8

SR-750

800/5

50/5

Relé Motor MS1

R-01

13,8

SR-469

300/5

50/5

Relé Trafo 1

R-02

13,8

SR-750

250/5

50/5

Relé Trafo 2

R-03

13,8

SR-750

150/5

50/5

Relé Trafo 3

R-04

13,8

SR-750

150/5

50/5

Relé Barra 2

R-05

4,16

SR-750

600/5

50/5

Relé Motor MI2

R-06

4,16

SR-269

100/5

50/5

Relé Motor MI3

R-07

4,16

SR-269

100/5

50/5

Por otro lado, al considerar las protecciones en BT, es posible identificar dos protecciones, las cuales se resumen en la tabla 2.6.

Tabla 2.6: Datos de los Interruptores de baja Tensión Descripción

Designación

Interruptor carga C1 Interruptor carga C2

Tensión Icu Interrup. (kV) (kA) Modelo

I - C1 I - C1

0,6 0,6

85 85

NW32 NW32

Unidad Protección Micrologic 5.0 E Micrologic 5.0 E

Con referencia a la información de la Tabla 2.6, es importante destacar que la unidad Micrologic 5,0 E dispone de tres zonas de protección, las cuales se resumen en la Tabla 2.7.

Tabla 2.7: Rango de operación de unidad Micrologic 5.0E Protección Descripción

Designación

Largo Retardo Ir

Corto Retardo Isd

Instantánea Ii

Relé Interruptor I - C1

RM-C1

0,4 - 1 In

1,5 - 10 Ir

2 - 15 In

Relé Interruptor I - C2

RM-C1

0,4 - 1 In

1,5 - 10 Ir

2 - 15 In

17

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Una vez terminada la recopilación de antecedentes técnicos de los dispositivos, elementos, y cargas que se encuentran en la red eléctrica, se procede a elaborar el diagrama unilineal de la red eléctrica, el cual se presenta en la figura 2.1.

Figura 2.1: Diagrama Unilineal de la Red Eléctrica. 18

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

CAPÍTULO 3: CÁLCULO DE PARÁMETROS Y CORTOCIRCUITOS

19

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Capítulo 3: Cálculo de Parámetros y Cortocircuitos 3.1 Planteamiento Para poder realizar los cálculos de cortocircuito trifásico de la red eléctrica, es necesario modelar en por unidad el empalme, transformadores, alimentadores y motores eléctricos. 3.2 Cálculo de Parámetros en por unidad Para la determinación de los parámetros en por unidad de la red eléctrica en estudio se contempla emplear una potencia base de 10 (MVA).

3.2.1 Cálculo de parámetros del empalme Al considerar la información proporcionada por la planta, los datos de cortocircuito en el punto de empalme, se resumen en la Tabla 3.1. Tabla 3.1: Datos del Empalme. Descripción Designación Empalme

Tensión (kV)

E0

13,8

SCC 3ø X/R (MVA) 500

10

Empleando cálculo en por unidad, la impedancia equivalente viene dada por:

Por otro lado, al considerar la relación X/R se tiene:

√

√

√ √ Luego: ( ) Por lo tanto, la impedancia en por unidad del empalme resulta ser: 20

( )

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.2.2 Cálculo de parámetros del Transformador Considerando los valores de impedancia de los transformadores descritos en la Tabla 2.1, la impedancia en base propia resulta ser:

Por otro lado: √

√ Luego:

√

√

( )

Además: ( ) Dado que la potencia base empleada es 10 (MVA), al realizar un cambio de base, la impedancia del transformador viene dada por: [

]

3.2.3 Cálculo de parámetros de los alimentadores

Con referencia a la información técnica de los alimentadores de la red eléctrica, descrita en la Tabla 2.2, y los parámetros normalizados que se presentan en el Anexo A, a continuación se calculan los parámetros en por unidad del alimentador AL0. Así, de tabla normalizada de impedancia en los conductores adjunta en el anexo A, la resistencia viene dada por: [

]

21

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Dado que este alimentador presenta dos conductores por fase, la resistencia total es la mitad del valor de una línea, ya que se considera los conductores en paralelo, dando como resultado: R=0,0015 (Ω) Por otro lado, la reactancia inductiva de tabla, resulta ser 0,122 (

) y mediante el presenta

cálculo de radio medio geométrico (RMG), se obtendrá el valor de la reactancia total del alimentador AL0, el cual posee 2 conductores por línea.

Reactancia del conductor 500 MCM según tabla normalizada. X= 0,122 (

)

Diámetro externo del conductor (d): 37,40 mm Radio medio geométrico del conductor: 7,92 mm k = constante.

Luego, el radio medio geométrico del conductor:

D: Distancia entre conductores.

√

√

(

)

Por otro lado, el largo del alimentador es 40 metros.

(

) 22

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Luego, la impedancia en Ohms es: =0,0015 + j0,00244 (Ω) = 0,0029 ∟58,42°

Dado que el alimentador esta en 13.8 (kV), la impedancia base resulta ser 19,044 (Ω), y por tanto la impedancia por unidad viene dada por:

Para el cálculo de Impedancia del Alimentador 1 (AL1), según tabla la resistencia viene dada por: [

]

Por otro lado, la reactancia inductiva de tabla, resulta ser: (

)

Luego, la impedancia en Ohms es: =0,0025 + j0,0032 (Ω) = 0,0041 ∟52,0013° (Ω)

Dado que el alimentador esta en 13.8 (kV), la impedancia base resulta ser 19,044 (Ω), y por tanto la impedancia por unidad viene dada por:

23

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 3.2: Parámetros de alimentadores. Descripción

Designación

Impedancia

Impedancia R+jX (pu) 0,0015+j0,0025

Alimentador 0

AL0

R+jX (Ω) 0,00008+j0,00013

Alimentador 1

AL1

0,0025+j0,0032

0,00013+j0,00017

Alimentador 2

AL2

0,060+j0,0186

0,0032+j0,00098

Alimentador 3

AL3

0,0321+j0,0099

0,0017+j0,00053

Alimentador 4

AL4

0,0402+j0,0125

0,0021+j0,00066

Alimentador 5

AL5

0,0013+j0,0022

0,00075+j0,0013

Alimentador 6

AL6

0,0297+j0,0055

0,0172+j0,0032

Alimentador 7

AL7

0,0638+j0,0118

0,0369+j0,00368

3.2.4 Cálculo de parámetros de los motores Al considerar los parámetros en base propia de los motores descrita en la tabla 2.3, para el motor sincrónico MS1 la reactancia y relación X/R es 15% y 35, respectivamente. Así, la impedancia en base propia viene dada por:

Al emplear la potencia base de cálculo, la impedancia en por unidad del motor sincrónico es:

Para el motor Inducción MI1 la reactancia y relación X/R es 16,70% y 10, respectivamente. Así, la impedancia en base propia viene dada por:

Al emplear la potencia base de cálculo, la impedancia en pu del motor de inducción 1 es:

24

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Para el motor Inducción MI2 la reactancia y relación X/R es 16,70% y 10, respectivamente. Así, la impedancia en base propia viene dada por:

Al emplear la potencia base de cálculo, la impedancia en pu del motor de inducción 2 es:

3.2.5 Tabla resumen parámetros de la Red Eléctrica Realizado los cálculos de impedancia en por unidad de los diferentes componentes de la red eléctrica en estudio, en la tabla 3.3 los parámetros en por unidad ya presentados.

Tabla 3.3: Parámetros de la Red Eléctrica. Descripción

Designación

Impedancia R+jX (Ω)

Impedancia R+jX (pu)

Empalme

E0

0,000104+j0,00104

0,00199+j0,0199

Transformador 1

TR1

0,000998+j0,0105

0,019+j0,1991

Transformador 2

TR2

0,000998+j0,0105

0,019+j0,1991

Transformador 3

TR3

0,000998+j0,0105

0,019+j0,1991

Alimentador 0

AL0

0,00008+j0,00013

0,0015+j0,0025

Alimentador 1

AL1

0,0025+j0,0032

0,00013+j0,00017

Alimentador 2

AL2

0,060+j0,0186

0,0032+j0,00098

Alimentador 3

AL3

0,0321+j0,0099

0,0017+j0,00053

Alimentador 4

AL4

0,0402+j0,0125

0,0021+j0,00066

Alimentador 5

AL5

0,0013+j0,0022

0,00075+j0,0013

Alimentador 6

AL6

0,0297+j0,0055

0,0172+j0,0032

Alimentador 7

AL7

0,0638+j0,0118

0,0369+j0,00368

Motor Sincrónico 1

MS1

0,0043+j0,15

0,0071+j0,2471

Motor Inducción 1

MI1

0,0166+j0,167

0,4069+j4,0931

Motor Inducción 2

MI2

0,0166+j0,167

0,5461+j5,4934

25

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Realizado el cálculo de parámetros en por unidad, se confecciona el diagrama de impedancia que se presenta en la figura 3.1, en donde se han identificado los interruptores y la ubicación de las fallas que se analizará en el cálculo de cortocircuito y posterior estudio de coordinación de protecciones.

Figura 3.1: Diagrama de Impedancias en por unidad en base 10 MVA.

26

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3

Cálculo de cortocircuito trifásico.

3.3.1 Fundamentos El cálculo de cortocircuito trifásico, permite conocer las corrientes de falla necesarias para el estudio de coordinación. En tal sentido a considerar magnitudes en por unidad, la corriente de cortocircuito trifásico viene dada por:

Así, el cálculo de cortocircuito se reduce a determinar la impedancia de secuencia positiva desde el punto de falla, designado por

.

Por otro lado, dado que este cálculo se utilizara posteriormente para el estudio de coordinación de protecciones, resulta de especial interés calcular los aportes a la corriente de cortocircuito, dado que estas magnitudes serán las que detectarán los relés del sistema de protecciones. 3.3.2 Análisis de cortocircuito en Barras A continuación se procede a realizar el análisis de cortocircuito para falla trifásica en cada una de las barras. Para mayor simplicidad de los cálculos se realiza una reducción de las impedancias del diagrama unilineal de la figura 3.1. Así se definen:

En tal sentido, para cada caso se presenta el diagrama unilineal con la falla considerada, y su diagrama unilineal representativo de la falla en el software ETAP.

27

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.1 Cortocircuito 3ø en Barra – 1 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 1, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.2), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,0184 ∟84,69°, esto es:

Figura 3.2: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-01

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 1 resulta ser:

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes

28

e

en figura 3.2, se tiene:

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Puesto que la barra 1 se encuentra en la zona I de 13,8 (kV), la corriente base resulta ser 418,3698 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄ ⁄ ⁄

Con referencia a la falla F1, en la figura 3.3 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 1 y los aportes a la falla.

Figura 3.3: Análisis de falla F1 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla. 29

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.2 Cortocircuito 3ø en Barra – 2 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 2, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.4), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,0185 ∟84,41°, esto es:

Figura 3.4: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-02

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 2 resulta ser:

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes tiene:

30

,

e

en figura 3.4, se

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Puesto que la barra 1 se encuentra en la zona I de 13,8 (kV), la corriente base resulta ser 418,3698 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄ ⁄

) ⁄ ⁄

Con referencia a la falla F2, en la figura 3.5 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 2 y los aportes a la falla.

Figura 3.5: Análisis de falla F2 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla. 31

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.3 Cortocircuito 3ø en Barra – 3 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 3, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.6), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,2024∟83,62°.

Figura 3.6: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-03

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 3 resulta ser;

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes

32

e

en figura 3.6, se tiene:

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Puesto que la barra 3 se encuentra en la zona II de 4,16 (kV), la corriente base resulta ser 1387,86 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄ ⁄ ⁄ Con referencia a la falla F3, en la figura 3.7 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 3 y los aportes a la falla.

Figura 3.7: Análisis de falla F3 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla. 33

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.4 Cortocircuito 3ø en Barra – 4 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 4, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.8), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,0186∟84,14°.

Figura 3.8: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-04

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 4 resulta ser;

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes

34

e

en figura 3.8, se tiene:

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Puesto que la barra 4 se encuentra en la zona I de 13,8 (kV), la corriente base resulta ser 418,3698 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄ ⁄

)

⁄

)

Con referencia a la falla F4, en la figura 3.9 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 4 y los aportes a la falla.

Figura 3.9: Análisis de falla F4 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla. 35

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.5 Cortocircuito 3ø en Barra – 5 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 5, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.10), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,2192∟84,11°.

Figura 3.10: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-05

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 5 resulta ser;

Puesto que la barra 5 se encuentra en la zona 3 de 0,6 (kV), la corriente base resulta ser 9622,5045 (A), por tanto la magnitud de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄

36

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Con referencia a la falla F5, en la figura 3.11 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 5 y los aportes a la falla.

Figura 3.11: Análisis de falla F5 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla.

37

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.6 Cortocircuito 3ø en Barra – 6 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 6, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.12), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,2194∟84,04°.

Figura 3.12: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-06

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 6 resulte ser;

Puesto que la barra 6 se encuentra en la zona 3 de 0,6 (kV), la corriente base resulta ser 9622,5045 (A), por tanto la magnitud de corriente de falla en Amperes viene dada por; ⁄

38

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Con referencia a la falla F6, en la figura 3.13 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 6 y los aportes a la falla.

Figura 3.13: Análisis de falla F6 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla.

39

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.7 Cortocircuito 3ø en Barra – 7 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 7, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.14), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,2276∟79,35°.

Figura 3.14: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-07

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 7 será dada por;

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes

e

en figura 3.14, se tiene:

Puesto que la barra 7 se encuentra en la zona II de 4,16 (kV), la corriente base resulta ser 1387,8612 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por;

40

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

⁄ ⁄

)

⁄

Con referencia a la falla F7, en la figura 3.15 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 7 y los aportes a la falla.

Figura 3.15: Análisis de falla F7 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla.

41

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

3.3.2.8 Cortocircuito 3ø en Barra – 8 Para el cálculo de cortocircuito en Barra – 8, con referencia al diagrama de impedancia de la figura 3.1, es posible confeccionar una red eléctrica simplificada (ver figura 3.16), a través de la cual se obtiene que la impedancia equivalente en por unidad resulta ser 0,2152∟74,72°.

Figura 3.16: Diagrama de impedancias para falla 3ø en Barra-08

Luego la corriente de falla en por unidad para la Barra 8 resulta ser;

Al considerar los aportes a la falla, definidas por las magnitudes

e

en figura 3.16, se tiene:

Puesto que la barra 8 se encuentra en la zona II de 4,16 (kV), la corriente base resulta ser 1387,8612 (A) y por tanto las magnitudes de corriente de falla en Amperes viene dada por;

42

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

⁄ ⁄

)

⁄

Con referencia a la falla F8, en la figura 3.17 se presenta el diagrama de la red eléctrica, analizada mediante el software ETAP, en donde se identifica la corriente de falla en la barra 8 y los aportes a la falla.

Figura 3.17: Análisis de falla F8 mediante ETAP.

Del análisis comparativo es posible verificar la coincidencia entre los resultados de ambos métodos, tanto para la corriente de falla, como en las magnitudes de los aportes a la falla.

43

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Luego de haber calculado las corrientes de cortocircuito y sus aportes a la falla se resumen en la siguiente tabla. Tabla 3.4: Corrientes de cortocircuito y aportes a la falla. Barras Barra 01 Barra 02 Barra 03 Barra 04 Barra 05 Barra 06 Barra 07 Barra 08

Aportes Tensión (kV) Lado SEP Lado Cargas 13,8 20,92 1,85 13,8 20,78 1,85 4,16 6,27 0,59 13,8 20,79 1,69 0,6 43,91 0,6 43,86 4,16 6,35 0,34 4,16 6,20 0,25

Icc 3Φ (kA) Total 22,8 22,6 6,9 22,5 43,9 43,9 6,7 6,5

Luego de haber obtenido el diagrama unilineal con los cortocircuito en el software ETAP, se procede hacer la comparación de valores de cortocircuito de la red eléctrica en estudio, la cual se presenta en la Tabla 3.4

Tabla 3.4: Valores comparativos de corrientes de cortocircuito trifásico entre ETAP y Cálculo en detalle. Barras Barra 01 Barra 02 Barra 03 Barra 04 Barra 05 Barra 06 Barra 07 Barra 08

Icc 3Φ (kA) ETAP 22,9 22,8 6,9 22,8 44,0 44,0 6,9 6,9

Tensión (kV) 13,8 13,8 4,16 13,8 0,6 0,6 4,16 4,16

Icc 3Φ (kA) CALCULADO 22,8 22,6 6,9 22,5 43,9 43,9 6,7 6,5

Con respecto a la Tabla 3.3 se verifica que los resultados mediante cálculo en detalle coinciden con los entregados por el software ETAP. 44

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

CAPÍTULO 4:

ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

45

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Capítulo 4: Estudio de Coordinación de Protecciones 4.1 Fundamentos A continuación se realiza el análisis de la coordinación de las protecciones para falla trifásica, mediante el software ETAP. Para cada caso se presenta el diagrama unilineal con la falla considerada, la secuencia y tiempo de operación y la carta de coordinación asociada. Cabe destacar que los ajustes considerados en las protecciones corresponden a los registrados en terreno, los cuales se presenta en las siguientes tablas. Tabla 4.1 Ajustes de Unidades de control Micrologic Unidad Control CB9 Schneider Electric Micrologic 5.0E

Descripción / Función Fabricante Modelo Proteccion Long - Time Pickup Short- Time Pickup Instantaneous Pickup

Descripción / Función Fabricante Modelo Tensión (kV) PT de Fase CT de Fase Fase Overcurrent Curve Type Pickup Range Pickup Relay Amps Time Dial Fase Instantaneous Pickup Range Pickup Relay Amps Delay Range (sec) Delay (sec)

Unidad Control CB10 Schneider Electric Micrologic 5.0E

0,8 Amps:

3200 (A)

0,8 Amps:

3200 (A)

1,75 Amps:

5600 (A)

1,75 Amps:

5600 (A)

6

Amps:

6

19200 (A)

Tabla 4.2 Ajustes de relés 750/760. Relé 1 GE Multilin 750/760 13,8 kV 14 kV / 120 V 800/5 ANSI - Extremely Inverse 0,05 - 20xCT Sec 0,63 3,15 Prim. Amps: 504 4

-

Prim. Amps 46

-

Amps:

19200 (A)

Relé 3 GE Multilin 750/760 13,8 kV 14 kV / 120 V 250/5

ANSI - Extremely Inverse 0,05 - 20xCT Sec 0,84 4,2 Prim. Amps: 210 1,5 0,05 - 20xCT Sec 8,3 41,5 Prim. Amps 2075 0 – 600 0,2

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.3 Ajustes de relés 750/760. Descripción / Función Fabricante Modelo Tensión (kV) PT de Fase CT de Fase Fase Overcurrent Curve Type Pickup Range Pickup Relay Amps Time Dial Fase Instantaneous Pickup Range Pickup Relay Amps Delay Range (sec) Delay (sec)

Relé 4 GE Multilin 750/760 13,8 kV 14 kV / 120 V 150/5

Relé 5 GE Multilin 750/760 13,8 kV 14 kV / 120 V 150/5

ANSI - Extremely Inverse 0,05 - 20xCT Sec 0,84 4,2 Prim. Amps: 126 3

ANSI - Extremely Inverse 0,05 - 20xCT Sec 0,84 4,2 Prim. Amps: 126 2,5

0,05 - 20xCT Sec 0,05 - 20xCT Sec 8,3 8,33 41,5 Prim. Amps 1245 41,65 Prim. Amps 1250 0 - 600 0 – 600 0,2 0,2 Tabla 4.4 Ajustes de relés 750/760.

Descripción / Función Fabricante Modelo Tensión (kV) PT de Fase CT de Fase Fase Overcurrent Curve Type Pickup Range Pickup Relay Amps Time Dial Fase Instantaneous Pickup Range Pickup Relay Amps Delay Range (sec) Delay (sec)

Relé 6 GE Multilin 750/760 4,16 kV 4,8 kV / 120 V 600/5 ANSI - Extremely Inverse 0,05 - 20xCT Sec 0,7 3,5 Prim. Amps: 420 4 0,05 - 20xCT Sec 8,33 41,65 Prim. Amps 4998 0 - 600 0

47

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.5 Ajustes de relé 469. Descripción / Función Fabricante Modelo Tensión (kV) PT de Fase CT de Fase Fase Thermal Type Trip Range Trip Trip Amps Curve Multipler Fase Instantaneous Trip Range Trip Trip Amps Delay (sec) Datos Motor FLA (A) % LRC

Descripción / Función Fabricante Modelo Tensión (kV) PT de Fase CT de Fase Fase Thermal Type Trip Range Trip Trip Amps Curve Multipler Fase Instantaneous Trip Range Trip Trip Amps Delay (sec) Motor FLA (A) % LRC

Relé 2 GE Multilin 469 13,8 kV 14 kV / 120 V 300/5 Standard Overload Curve 1,01 - 1,25xFLA 1,01 4,377 Prim. Amps: 262,6 1 2 -20 xCT Pri 2,6 13 Prim. Amps 780 0,01 Motor Sincrónico 1 (MS1) 260 A 200%

Tabla 4.6 Ajustes de relés 269 Plus. Relé 7 GE Multilin 269 Plus 4,16 4,8 kV / 120 V 100/5 Curve 5 1,05 - 1,25xFLA 1,05 2,362 Prim. Amps: 47,25

Prim. Amps Motor Inducción 1 (MI1) 45 A 600% 48

Relé 8 GE Multilin 269 Plus 4,16 4,8 kV / 120 V 100/5

Curve 5 1,05 - 1,25xFLA 1,05 3,15 Prim. Amps:

63

Prim. Amps Motor Inducción 2 (MI2) 60 A 600%

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2 Analisis de falla trifasica en las barras. 4.2.1 Análisis de falla trifásica en barra 2 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.1 se puede visualizar la operación de la protección CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla en la barra 2.

Figura 4.1. Falla trifásica en barra 2.

En relación a la información de la Tabla 4.7, para la falla trifásica en la barra 2, el relé R1 detecta la corriente de falla, dando la señal de apertura al interruptor CB1, eliminado el aporte de la red eléctrica a la falla. 49

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.7 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Por otro lado, en la figura 4.2 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla.

Figura 4.2. Carta de coordinación. 50

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.2 Análisis de falla trifásica en barra 3 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.3 se puede visualizar la operación de las protecciones CB6, F1, CB3, CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla analizada en la barra 3.

Figura 4.3. Falla trifásica en barra 3.

En relación a la información de la Tabla 4.8, para la falla trifásica en la barra 3, el relé R6 detecta la corriente de falla, dando la señal de apertura instantánea al interruptor CB6, eliminado el aporte del M1 y M2 de la barra 7 y 8 a la falla. 51

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.8 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Por otro lado, en la figura 4.4 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla. Además, se puede verificar el correcto funcionamiento del transformador mediante curva ANSI y punto Inrush, adjunto en Anexo F.

Figura 4.4. Carta de coordinación. 52

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.3 Análisis de falla trifásica en barra 4 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.5 se puede visualizar la operación de las protecciones CB2, CB1 y

sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla

analizada en la barra 4.

Figura 4.5. Falla trifásica en barra 4.

En relación a la información de la Tabla 4.9, para la falla trifásica en la barra 4, el relé R2 detecta la corriente de falla, dando la señal de apertura instantánea al interruptor CB2, eliminado el aporte del MS a la falla. 53

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.9 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Por otro lado, en la figura 4.6 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla.

Figura 4.6. Carta de coordinación. 54

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.4 Análisis de falla trifásica en barra 5 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.7 se puede visualizar la operación de las protecciones CB9, F2, CB4, CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla analizada en la barra 5.

Figura 4.7. Falla trifásica en barra 5.

En relación a la información de la Tabla 4.10, para la falla trifásica en la barra 5, el interruptor CB9 detecta la corriente de falla, actuando la unidad instantánea de este, eliminado el aporte del grupo de motores a la falla. 55

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.10 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Por otro lado, en la figura 4.8 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla. Además, se puede verificar el correcto funcionamiento del transformador mediante curva ANSI y punto Inrush, adjunto en Anexo F.

Figura 4.8. Carta de coordinación. 56

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.5 Análisis de falla trifásica en barra 6 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.9 se puede visualizar la operación de las protecciones CB10, F3, CB5, CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla analizada en la barra 6.

Figura 4.9. Falla trifásica en barra 6.

En relación a la información de la Tabla 4.11, para la falla trifásica en la barra 6, el interruptor CB10 detecta la corriente de falla, actuando la unidad instantánea de este, eliminado el aporte del grupo de motores a la falla. 57

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.11 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Es así, que en la figura 4.10 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla. Además, se puede verificar el correcto funcionamiento del transformador mediante curva ANSI y punto Inrush, adjunto en Anexo F.

Figura 4.10. Carta de coordinación. 58

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.6 Análisis de falla trifásica en barra 7 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.11 se puede visualizar la operación de las protecciones F5, CB6, F1, CB3, CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla analizada en la barra 7.

Figura 4.11. Falla trifásica en barra 7 . En relación a la información de la Tabla 4.12, para la falla trifásica en la barra 7, el relé R6 detecta la corriente de falla, dando la señal de apertura instantánea al interruptor CB6, pero como está instalado un fusible F5 opera este primero y después se realiza la apertura del CB6, eliminado el aporte del M1 a la falla. 59

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.12 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Es así, que en la figura 4.12 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla.

Figura 4.12. Carta de coordinación. 60

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

4.2.7 Análisis de falla trifásica en barra 8 Referente al diagrama unilineal de la figura 4.13 se puede visualizar la operación de las protecciones, CB6, F1, CB3, CB1 y sus corrientes de falla correspondiente, con respecto a la falla analizada en la barra 8.

Figura 4.13. Falla trifásica en barra 8

En relación a la información de la Tabla 4.13, para la falla trifásica en la barra 8, el relé R6 detecta la corriente de falla, dando la señal de apertura instantánea al interruptor CB6, pero como está instalado un fusible F6 opera este primero y después se realiza la apertura del CB6, eliminado el aporte del M2 a la falla. 61

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Tabla 4.13 Secuencia y tiempo de operación de las protecciones

Es así, que en la figura 4.14 se presenta la carta de coordinación, estableciendo la correcta operación de las protecciones para esta condición de falla.

Figura 4.14. Carta de coordinación. 62

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

CAPÍTULO 5: COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

63

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Capítulo 5: Comentarios y Conclusiones Mediante el presente seminario fue posible realizar un estudio de cortocircuito y operación de protecciones eléctricas mediante el manejo de software y configuración de relés digitales. Para ello, se centró el estudio en una planta de oxigeno de la minería del cobre, el objetivo de esta planta, es el suministro de oxígeno para el proceso de fusión del cobre. En este punto del proceso el mineral blanco, el cual contiene entre un 70% y 75% de cobre es separado de la escoria, al introducir el aire enriquecido con oxígeno, el cual produce un estado de oxidación en el mineral, para luego seguir su curso a los siguientes procesos.

Una vez estudiado el proceso de esta planta, se prosigue con el levantamiento y cálculos de datos técnicos y características de los distintos dispositivos, elementos y cargas. Con los parámetros definidos se procede a evaluar el diagrama unilineal de la red eléctrica en el software ETAP.

Con los parámetros detallados y analizado en el software ETAP, se procede con los cálculos de cortocircuito trifásico para estimar las corrientes de falla de la red eléctrica, con sus respectivos aportes, para ser comparados con los resultados que se obtengan del análisis generado por el software ETAP, en la tabla 3.3 mencionada en el capítulo 3, se observa que los valores calculados coinciden con los valores obtenidos por el software ETAP, esto nos permite continuar a la siguiente etapa.

El estudio y coordinación de protecciones, para la coordinación se consideran los ajustes obtenido en terreno, siendo ingresados al software ETAP, se inicia el estudio aplicando una falla en cada barra y así se observa el comportamiento de cada protección, todas la barras en estudio su secuencia es favorable para el procedimiento a utilizar, esto se puede observar en el capítulo 4, donde se adjuntan los diagramas con sus respectivas protecciones y secuencia de operación, junto con la tabla de registro y por último la carta de coordinación, donde se observan las curvas de cada protección operativa.

Al observar cada una de las situaciones se puede acotar que las protecciones existentes y sus ajustes son favorables para el buen funcionamiento de la planta, se recomienda que a futuro se podrían mejorar los ajustes para una eficiencia mayor. Para los relés R7 y R8, en el cual están 64

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

conectados los motores de inducción, los relés operarán sólo con la unidad 51, no tienen activada la unidad 50, por lo cual, ante una falla por cortocircuito operarán los fusibles asociados a cada motor, los relés R7 y R8 le enviaran la señal de apertura a los contactores sólo en caso de sobrecarga.

Cabe destacar que el relé de protección 269 (R7 y R8), cumple la función de monitoreo y protección de sobrecarga del motor. En este caso se sugiere como solución instalar interruptores de poder, facilitando la reposición del equipo y evitando el tiempo que se pierde en la reposición del fusible y con ello del sistema.

Al finalizar sólo nos queda acotar que el tiempo invertido en el desarrollo de esta actividad, nos entregó valiosa experiencia en lo profesional, puesto que se utilizaron gran parte de los conocimientos asimilados durante nuestro proceso de formación académica y nos ayudó a explorar nuevas metodologías informáticas de forma práctica y didáctica.

Así pues, se ha logrado entregar un análisis a la problemática planteada en este estudio de coordinación de protecciones de la planta de oxígeno, con los parámetros y ajustes obtenidos del levantamiento en terreno, dando por resultado un buen funcionamiento y secuencia operacional de las protecciones en el software ETAP.

65

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Bibliografía GE. (2006). 269 Plus, Motor Management Relay Instruction Manual. USA: General Electric.

GE. (2013). 469, Motor Management Relay Instruction Manual. USA: General Electric.

GE. (2006). 750/760, Feeder Management Relay Instruction Manual. USA: General Electric.

Schneider Electric. Catalogo 2014/2015 Distribución Eléctrica en Baja y Media Tensión.

Cocesa. Tabla especificaciones técnicas conductores aislados tipo XAT

Curva Característica Relación X/R transformadores.

IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis. M. Shan Griffith.

66

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS A Tablas Normalizadas de Transformadores Motores y Parámetros de Cables de MT

67

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexos A: Tablas Normalizadas de Transformadores, Motores y Parámetros de Cables de MT A.1

Tabla normalizada de impedancia de los transformadores.

Características Transformado trifásico 3 MVA

A.2 Parametric de los motores For groups of induction motors smaller than 50 hp, the x/r ratio was estimated to be 5. for motors larger than 50 hp, the x/r ratio was estimated to be 10. (Para los grupos de motores de inducción más pequeño que 50 hp, la proporción x/r, como se estimaba, era 5. para motores más grande que 50 hp, la proporción x/r, como se estimaba, era 10.) 68

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

A.3

Curva X/R de los transformadores.

69

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

A.4

Tabla normalizada de impedancia de los conductores

70

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS B Descripción General del Relé SR750

71

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexo B: Descripción General del Relé SR750 B.1

Aspectos generales

El relé digital 750/760 es un relé orientado a la protección y el control de la gestión de alimentadores de distribución y cuya vista frontal se presenta en la figura B.1. Proporciona funciones de protección integral para los alimentadores y copias de seguridad de protección para el bus, transformadores y líneas de transmisión. Básicamente, el relé 750/760 tiene dos elementos TOC (time overcurrent), con detectores de nivel para cada fase. Además incorpora dos elementos de sobrecorriente comúnmente utilizados para la protección primaria y copia de seguridad. Cada elemento TOC tiene las siguientes características programables: 

Captura nivel actual de viaje, alarma o de control



Elección de 15 formas de curvas (incluyendo Flex Curves) y multiplicadores curva



Características de tiempo de reposición instantánea o lineal



Restricción de voltaje

Figura B.1 Vista frontal del relé SR 750/760

B.2 Características y funciones de protección Dentro de las potencialidades del relé, este tiene la posibilidad de habilitar distintas familias de curvas de operación, estas son: 

Curva ANSI: Extremadamente inversa, Muy inversa, Normalmente inverso,

Moderadamente inverso y de Tiempo definido. 

Curva IEC: Curva A (BS142), Curva B (BS142), Curva C (BS142) y Short inversa.



Curva IAC: Extremadamente inversa, Muy inversa, Inversa y Short inversa.



Curva Custom: FlexCurve™A y FlexCurve™B. 72

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Al considerar las potencialidades de protección que es posible habilitar, con la tabla B.1. Se describen las distintas funciones disponibles en el relé.

Tabla B.1 Funciones de protecciones disponibles en el relé SR 750/760

De la gran variedad de funciones de protección del relé SR 750/760 destacan: Protección de fase con retardo e instantánea Protección de neutro con retardo e instantánea Protección de tierra con retardo e instantánea

Además, incluye función de protección direccional de fase y residual, protección de tensión y frecuencia, así como la posibilidad de habilitar un control de factor de potencia a través de dos etapas de banco de condensadores.

73

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS C Descripción General del Relé SR469

74

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexo C: Descripción General del Relé SR469 C.1 Aspectos generales

El relé de protección de motores 469 está pensado para la protección de motores de media y alta potencia y equipos asociados. Se han integrado la protección de motor, diagnóstico de faltas, medida de potencia y funciones de comunicación en un equipo completo.

Figura C.1 Vista frontal del relé SR 469

El fundamento del SR469 es el modelo térmico. Además de los elementos de protección de intensidad, dispone de entradas de RTD para protección de temperatura del estator y los rodamientos. Las entradas de tensión proporcionan los elementos de protección de tensión y potencia. Dispone de entradas de transformadores de intensidad de fase para protección diferencial de fase. Todos los elementos de protección están incluidos en el relé y pueden ser habilitados. Este diseño hace sencilla la programación.

El SR469 tiene funciones de monitorización y medida completas. Un registro de sucesos guarda 40 registros etiquetados en tiempo. La captura de oscilografía de hasta 64 ciclos permite al usuario seleccionar los ciclos pre-falta y pos-falta. También proporciona completa medida. El SR469 detecta el tiempo de aceleración, la intensidad de arranque y capacidad térmica requerida durante el arranque del motor. Si la carga del motor durante el arranque es relativamente constante, estos valores aprendidos pueden usarse para ajustar con precisión la protección de aceleración. El SR469 puede también detectar la carga media del motor durante un periodo. Dispone de una herramienta de simulación para probar el relé sin entrada externa.

75

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

C.2 Características y funciones de protección

La función fundamental de protección del SR469 es el modelo térmico, el cual consiste de 4 elementos clave, estos son: 

Curva de sobrecarga



Desequilibrio



Compensación de motor caliente/frio



Constante de enfriamiento del motor

La Curva de Sobrecarga del SR469 puede tomar uno de tres formatos: estándar, usuario o curvas dependientes de la tensión. Para cualquier tipo de curva el relé 469 guarda la memoria térmica en un registro de capacidad térmica que se actualiza cada 0.1 segundos. El arranque por sobrecarga determina el comienzo de la curva de sobrecarga de funcionamiento. Las curvas de sobrecarga presentan una forma de estándar curva con un valor multiplicador (lever) de 1 a 15, según se presenta en la figura C.2.

Figura C.2 Curvas de sobrecarga estándar del 469

La función de Desequilibrio contempla la protección del motor frente a la presencia de intensidad de secuencia negativa.

La intensidad de secuencia negativa, puede inducir una tensión en el rotor que puede producir una intensidad elevada en el rotor. Esto puede causar un aumento significativo del calentamiento 76

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

del rotor. Este sobrecalentamiento no se detecta en las curvas de límite térmico proporcionadas por el fabricante, ya que estas curvas suponen un sistema perfectamente equilibrado y el diseño del motor que resulta de corrientes de secuencia positiva.

Es así que el relé SR469 mide el desequilibrio como la relación entre la intensidad de la secuencia negativa y la de secuencia positiva. El modelo térmico se corrige para reflejar el calentamiento adicional causado por la intensidad de secuencia negativa cuando el motor está funcionando. La corrección debida a la secuencia negativa puede ajustarse a través de un factor k de corrección por desequilibrio, según se presenta en la figura C.3.

Figura C.3 Factor de corrección por Desequilibrio En la compensación del motor caliente/frio de la protección SR469 tiene una única función para proteger el motor basada en la información del comportamiento térmico en caliente y en frío suministrado por el fabricante del motor. Así, se construye una curva que contempla: 

Compensación mínima RTD: si el valor mínimo de las RTD del estator está por debajo de este punto no hay compensación (40ºC).



Compensación máx. RTD: si el valor máximo de la temperatura de la RTD está por encima de este ajuste la memoria térmica se corrige y la capacidad térmica se fuerza al 100% (es normalmente el valor de aislamiento del estator).



Punto de compensación centro RTD: el punto céntrico de temperatura y capacidad térmica son la temperatura medida de funcionamiento y el valor determinado por la relación seguridad cal/frío.

77

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Para valores de RTD entre el máximo y el mínimo, la capacidad térmica definida por la curva de sobrecarga se compara con la capacidad térmica dada por la compensación RTD. Si la capacidad térmica usada dada por la compensación RTD es mayor, se utiliza este valor como capacidad térmica. La constante de enfriamiento contempla el valor de capacidad térmica empleada se reduce exponencialmente cuando la intensidad del motor está por debajo del ajuste de arranque por sobrecarga. Esta reducción simula el enfriamiento del motor. Las constantes de tiempo de enfriamiento del motor se programan para motor parado y en funcionamiento, ya que normalmente un motor parado se enfría más lentamente que un motor en funcionamiento. Como el enfriamiento del motor es exponencial el modelo térmico seguirá los ciclos de calentamiento y enfriamiento de forma precisa.

78

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS D Descripción General del Relé SR269 Plus

79

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexo D: Descripción General del Relé SR269 Plus D.1 Aspectos Generales Ofreciendo una óptima protección al motor en situaciones donde otros relés no puede, el 269 Plus posee una característica única de capacidad de "aprender" parámetros individuales del motor, lo que le da la flexibilidad para adaptarse a cada aplicación "aprendiendo" valores de corriente de arranque del motor, secuencia negativa, Factor K, enfriamiento, capacidad térmica y el tiempo de aceleración. El 269 Plus es un microprocesador basado en el diseño de un producto para proporcionar completa y precisa protección para motores industriales y sus sistemas mecánicos asociados, y cuya vista frontal se presenta en la figura D.1.

Figura D.1 Protección SR 269 Plus

D.2 Características y Funciones de Protección La gran potencialidad del relé SR269 Plus es la flexibilidad que presenta para habilitar distintas funciones de protección, las cuales se resumen en la tabla D.1.

Tabla D.1 Funciones de protección del relé SR 269 Plus 80

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

En relación con las variadas funciones de protección del SR 269 Plus, destacan: 

Arranque y funcionamiento: El motor es protegido en ambas condiciones de aceleración y

funcionamiento. El 269 Plus puede disparar la alarma o poner en trip bajo condiciones de tiempo normal de aceleración, numero de arranques por hora, múltiples arranques, tiempo entre arranques y condiciones de sobrecarga de motor. 

Sobrecarga: Una de las ocho curvas de sobrecarga estándar pueden ser programadas

sobre la base de la capacidad de tiempo de rotor bloqueado del fabricante del motor. Alternativamente, el usuario puede programar en una curva personalizada utilizando la función incorporada Flex Curve ™. 

Modelo térmico: El relé 269 Plus tiene la capacidad de calcular el valor I2t del motor

sobre la base de la corriente de carga real del motor. En tal sentido, se distingue:  

Modelo térmico calcula el valor en términos de capacidad térmica utilizada.



RTD (unidades de temperatura de resistencia) la medición de temperatura del estator actúa como una verificación de la capacidad térmica para confirmar valor calculado por modelo térmico. RTD se pueden utilizar para el seguimiento del estator, cojinete, vigilancia de la temperatura ambiente, o de otro tipo.



Capacidad térmica es utilizada cuando se actualiza para reflejar el mayor de los dos valores.

81

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS E Descripción General de Interruptor Masterpact NW32 y Unidad de Control Micrologic 5.0E

82

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexo E: Descripción General de Interruptor Masterpact NW32 y Unidad de Control Micrologic 5.0E E.1 Aspectos Generales

Con el propósito de proteger los diversos componentes del sistema eléctrico en estudio se optó por utilizar este tipo de protección, según sus características, las cuales son mencionadas y descritas a continuación.

83

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

84

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

E.2 Descripción unidad Micrologic Todos los interruptores automáticos están equipados con una unidad de control Micrologic totalmente intercambiable. Las unidades de control están concebida para asegurar la protección de los circuitos de potencia y de los receptores. Las alarmas son programables para señalizar a distancia. Las medidas de intensidad, tensión, frecuencia, potencia, calidad de energía, optimizar la continuidad de servicio y la gestión de la energía.

L: Protección largo retardo. S: Protección corto retardo. I: Protección instantánea. G: Protección a tierra. D: Protección diferencial.

85

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

86

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

87

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

ANEXOS F Curvas de Daño de Transformadores de Poder

88

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

Anexo F: Curva de Daño de Transformadores de Poder F.1 Curva de Daño Transformador de Poder 1 (TR1) En la figura F.1, que se presenta a continuación, se puede comprobar que el relé R3 y el fusible F1 no operan con la corriente nominal (FLA), ni con la corriente de magnetización Inrush del transformador. También se puede observar, que la curva del relé se ubica debajo de la curva ANSI, la cual indica el valor máximo de cortocircuito que soporta el transformador sin que se produzca daño por esfuerzos mecánicos y térmicos.

Figura F.1 Curva de Daño Transformador de Poder 1 (TR1)

89

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

F.2 Curva de Daño Transformador de Poder 2 (TR2) En la figura F.2, que se presenta a continuación, se puede comprobar que el relé R4 y el fusible F2 no operan con la corriente nominal (FLA), ni con la corriente de magnetización Inrush del transformador. También se puede observar, que la curva del relé se ubica debajo de la curva ANSI, la cual indica el valor máximo de cortocircuito que soporta el transformador sin que se produzca daño por esfuerzos mecánicos y térmicos.

Figura F.2 Curva de Daño Transformador de Poder 2 (TR2)

90

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

F.3 Curva de Daño Transformador de Poder 3 (TR3) En la figura F.3, que se presenta a continuación, se puede comprobar que el relé R5 y el fusible F3 no operan con la corriente nominal (FLA), ni con la corriente de magnetización Inrush del transformador. También se puede observar, que la curva del relé se ubica debajo de la curva ANSI, la cual indica el valor máximo de cortocircuito que soporta el transformador sin que se produzca daño por esfuerzos mecánicos y térmicos.

Figura F.3 Curva de Daño Transformador de Poder 3 (TR3)

91

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Bibliotecas - Chile

92